Устройство для телеконтроля катодной защиты трубопроводов Советский патент 1980 года по МПК G08C19/02 

Изобретение относится к технике дистанционного контроля и измерения параметров установок катодной защиты трубопроводов и может использоваться в нефтяной и газовой промышленности. Известны устройства телеконтроля катодной защиты трубопроводов, в которых для передачи информации используется трубопроводный канал, высоковольтные линии, проложенные вдоль трассы трубопроводов и служащие для питания установок катодной защиты, а также специальные кабельные или воздуиптые линии связи 1. Необходимость сооружения специальных линий связи, а также применения систем с рет рансляцией сигналов (в случае трубопроводног канала) значительно снижает экономические показатели системы. Наиболее близким техническим рещением является устройство гелеконтроля, содержащее На пункте управления формирователь команд, блок управления и измерительный блок, под:ключенные через узел присоединения к высоко вольтной линии электропередачи, соединенней/ на каждом контролируемом пункте через узел присоединения с дешифратором адреса и блоком управ.чения, каждый контролируемый пункт содержит станцию катодной защиты, выход отрицательноге потенциала которой через измерительнБш щунт и электрод сравнения непосредственно подключены к трубопроводу 2. Недостатком этого устройства является невозможность передачи телеизмерительной информации о состоянии катодной зашиты трубопроводов в аналоговой форме. Цель изобретения - повышение надежности катодной защиты трубощюводов путем ув«л«чешш объема телекоитроля. Поставленная цель достигается тем, тто в пункт управления устройства введен шаговый искатеяь, контактное поле которото подключено между измерительным блоком и блоком управления, в каждый контррлируемый пункт ввеяен шаговый искатель, через контактное поле которого блок управления соединен с выходом электрода с| авнения и с выходами положительного и отрицательного потенщ{ала станции катодной защиты. 3 На фиг, 1, 2 и 3 представлены схемы измерения напряжения тока катодной станции и защитного потенциала трубопровода; на фиг.4 схема пункта управления; на фиг. 5 - схема контролируемых пунктов; на фиг. 6 - прин. щшиальнал схема контролируемого пункта устройства телеконтроля для многониточной системы трубопроводов. Устройство содержит высоковольтную ли нию электропередачи 6-10 кВ 1,, про.11оженную вдоль трассы трубопровода 2, станцию 3 като ной защиты, дроссель 4, конденсатор 5, измерительный блок 6, измерительный шунт 7, злектрод 8 сравнения, .подключенный к трубопроводу 2 и дросселю 4, узел 9 присоединения состоящий из конденсатора 5 и дросселя 4 (фиг, I, 2 и 3). Пункт управления (фнг. 4) содержит формирователь 10 команд, подключенный к шине плюс и через диод П к дросселю 4. Блок 12 управления, приемное реле, обмотка 13 ; оторого через Диод 14 подключена к дросселю 4 и к трубопроводу 2, шаговый искатель, обмотка 15 которого подключена к шине минус и через замыкающий контакт 16 приемного реле подключена к шине плюс, реле возврата, обмотка 17 которого через свой замыкающий контакт 18 и контакт 19 положения шагового искателя подключена к шине плюс контактного шагового искателя. Первое контактное поле шагового искателя 20 шунтирует замыкающийся контакт 18 реле возврата, а второе контактное поле его-подключено к шине минус И через измерительный блок 6 диод 21 - к дроссе. лю 4 присоединения. Замыкающийся контакт 16 приемного реле шунтирован цепочкой из последовательно включенных замыкающего контакта 22 реле возврата, якорного контакта 23 шагового искателя и контакта 19 поло жения шагового искателя. Передаюпдий блок (фиг. 5), кроме элементов 4, 5 узла 9 присоединения, содержит в дешифраторе 24 кома приемное реле, обмотка 25 которого через размыкающий контакт 26 реле передачи подключена к трубопроводу 2 и шине плюс, а через диод к дросселю 4 присоединения. Обмотка 27 приемного шагового искателя подключена к шине плюс, а через за.мыкаю щийся контакт 28 приемного реле - к тине минус. Контактное поле 29 приемного шагового искателя подключено к шине плюс, а через обмотку 30 реле времени, размыкающий контакт 31 реле возврата, размыкающий контакт 32 реле фиксации цикла - к шине минус. Обмотка 33 передающего шагового искателя подключена к шине плюс, а через :замыкающий контакт 34 реле синхрониза|Ция - к шине минус. Контакт 34 шунтиг 8 рован цепочкой из последовательно соединенных замыкающего контакта 35 реле возврата, якорного контакта 36 передающего щагового искателя, контакта 37 положения передающего шагового искателя. Контакт 28 приемного реле шунтирован цепочкой из последовательно включенных замыкающего контакта 38 реле возврата якорного контакта 39 приемного шагового искателя и контакта 40 положения приемного шагового искателя. В блоке 41 управления обмотка 42 реле передачи подключена к цпше плюс, а через параллельно включенные замы-; кающие контакты 43 реле синхронизации, контакты 44 реле передачи и контакты 33 К шине минус. Обмотка 45 реле синхронизации заигунтирована конденсатором 46 и через резистор 47, размыкающий контакт 48 реле возврата, проскальзывающий контакт 49 реле времени - к шине минус. Контакт 49 подключен к дросселю 5 присоединения через размыкающий контакт 50 реле синхронизации и размыкающий контакт 51 реле передачи. Обмотка 52 реле возврата через диод и размыкающий контакт 53 реле времени подключена к дросселю 4 присоединения, а через первое контактное поле шагового искателя 54 и диоды - к контактам 37, 40 положения обоих шаговых искателей. Первое контактное поле шагового искателя 54 щунтировано замыкающим контактом 55 реле возврата. Обмотка 56 реле фиксации цикла подключена к шине плюс, а через замыкающий контакт 57 реле времени - к шине минус. Второе контактное поле шагового искателя 56 через замыкающий контакт 58 реле передачи подключено к дросселю 4 присоединения и к анодному заземлению, клемме минус станции 3 катодной защиты, медно-сульфатному электроду 8 сравнения. При многониточной системе трубопроводов (фиг. 6) трубопровод 3 снабжен конденсатором 5 присоединения, подключено к общему для всех трубопроводов дросселю 4 присоединения. Передаютдий шаговый искатель снабжен третьим контактным полем 59, подключенным к шине плюс и трубопроводам 2. Устройство работает следующим образом. Высоковольтная линия 1 (фиг. 1), проложенная вдоль трассы трубопровода 2 используется для питания станций 3 катодной защиты. Для осуществления контроля за выходным напряжением станций 3 катодной защиты ее выходные зажимы подключены к .дросселю 4 присоединения. В качестве дросселя прнсоединекия исполь зуют первичную обмотку высоковольтного однофазного трансформатора. Дроссель 4 совместно с конденсатором 5 образует контур для тока промышленной частоты, причем

напряжение 50 Гц на конденсаторе 5 поддерживают на уровне 5-10 В. Поскольку дроссель 4 имеет малое сопротивление постоянному току и большое для тока 50 Гц, то измерительный блок 6 на приемной стороне подключен к выходным зажимам катодной станции 3 . и измеряет напряжение трубопровод 2 - анодное заземление.

Для измерения тока станции катодной защиты измерительный шунт (фиг. 2) подключается через дроссель 4 к измерительному блоку 6 установленному на приемной стороне. Для измерения защитного потенциала трубопровода (фиг. 3) используют неполяризующийся медно-сульфатный электрод 8 сравнения, который подключен к измерительному блоку 6 через дроссель 4 присоединения. Измерительный блок 6 имеет соответствующие пределы измерения.

Во всех рассматриваемых случаях (фиг. 1, 2 и 3) в качестве линии связи используют один провод высоковольтной Л1ШИИ 1 и металлический трубопровод 2. В предложенном устройстве подключение станции 3 катодной защиты измерительного шунта 7 и медно-сульфатного электрода 8 в каждом передающем блоке осуществляется по команде, передаваемо приемным блоком. Вызов соответствующего контролируемого пункта (КГ1) осуществляется передачей импульсной серии командных импульсов постоянного тока положительной полярности относительно трубопровода, причем выбор номера КП производится по числу импульсов в импульсной серии. Командные импульсы вырабатывает формирователь команд 10 (в качестве последнего используется телефонный номеронабиратель) и через диод и дроссель 4 поступают в линию (фиг. 4).

На КП (фиг. 5) командные импульсы положительной полярности поступают на обмотку 25 приемного реле через диод и размыкающийся Контакт 26 реле передачи. Приемное реле срабатывает и контактом 28 запитывает обмотку 27 приемного щагового искателя, который запускается. После отсчета необходимого числа командных импульсов ротор приемного щагового искателя в контактном поле 29 останавливается на соответствующей ламеле и запитывает обмотку 30 реле времени

По истечении защитного промежутка времени в 1-2 с. замыкается проскальзывающий контакт 49 реле времени и через контакты 50 реле синхронизации и контакты 51 реле передачи в линию посылается синхронизирующий импульс постоянного тока отрицательной полярности относительно трубопровода. Нали|Чие пр ккальзываюшего контакта 49 реле эремени обеспечивает защиту цепей передачи от

ложных запусков при движении приемного шагового нскатепя, поскольку приемные шаговые искатели всех КП двигаются синхронно от командных импульсов приемного блока (фиг. 4). Синхронизирующий импульс формируется за счет кратковременного подключения шины минус через контакты 50 и 51 к дросселю 4 присоединения. Необходимая длительность синхронизирующего импульса обсспечивается выдержкой времени на срабатывание реле синхронизации с помощью конденсатора 46 и резистора 47. Контакты 43 реле синхронизации запитывают обмотку 42 реле передачи, которое с помощью своего контакта 44 переходнт на самоудержание, а контактом 58 подключается контактное поле шагового искателя 54 к дросселю присоединения 4. Контакт 34 реле синхронизации запитывает обмотку 39 передающего шагового искателя, а его контактное поле, выходные зажимы станции 3 катодной зашиты к дросселю 4 присоединения осуществляя, таким образом, передачу информации о величине напряжения трубопровод - анодное заземление. Синхронизирующий импульс

в приемном блоке (фиг. 4) через диод поступает на обмотку 13 приемного реле вызывая его срабатывание. Контакт 16 приемного реле, запитывая обмотку 15 приемного щагового искателя и контактное поле, подключает измерительный блок 6 к дросселю присоединения. Измерительный блок 6 показывает величину напряжения трубопровод - анодное заземление. После истечения времени передачи замыкается контакт 57 реле времени (фиг. 5) н срабатывает реле фиксации цикла. С помощью контакта 32 р.еле фиксации цикла осуществляет возврат реле временп в исходное состояние, а также при размыкаг и контакта 57 обеспечивается обмотка 56 реле фиксации цнкла. Поскольку контакт 32 замыкается, то цикл отсчета времени повторяется и в линию Посылается второй синхронизирующий импульс. При этом на КП подключается юмерительный шунт к линии, а на прием1 ый блок - измерительный блок 6. Аналогичным образом протекает третий цикл, в результате чего к контактному полю (фиг. 5) подключается медносульфатный электрод 8, а на приемный блок (фиг. 4) к контактному полю подключается измерительный блок 6. В режиме передачи информации для исюпочения срабатывания приемного реле его обцотка подключена к трубопроводу через размыкающий контакт 2б реле передачи.

Кроме того, чтобы исключить формирование ложиого синхронизирующего импульса при возврате реле времени, последовательно с контактом 50 репе синхронизации включен размы7кающий контакт 51 реле передачи. После окон чания последнего цикла замера ротор в контактном поле шагового искателя 54 становится в положении при котором получает питание обмотка 52 роле возврата. Своим контактом .55 реле возврата переходит на самоудержание, а контактами 38 и 35 устанавливает приемны шаговый искатель и передающий шаговый искатель в исходное положение. Исходное положение обоих шаговых искателей контролируется их контактами 40 и 37 положения. Когда контакты 40 и 37 размыкаются, то воз враидается в исходное положение реле возврата и передающий блок готов для приема сигналов повторного вызова. Синхронизирующие импульсы поступают на обмотку 52 реле возврата через размыкающий контакт 53 реле врсме1Ш и диод. Поскольку реле синхронизации имеет вьщержку времени на срабатывание и отпускание, то при поступлении синхроимпульсов реле синхронизации не срабатывает. В пункте управления (фиг. 4) при окончании цикла замера последний синхронизирующий импульс переводит приемный Шаговый искател в положение, при котором обмогка 17 реле возврата получает питание. Своим контактом 18 реле возврата переходит на самоудержание, а контактом 22 возвращает приемный шаговый искатель в исходное положение. Исходное положение шагового искателя фиксируется его контактом положения 19. При многониточной системе трубопроводов (фиг. 6) щине плюс подключают к трубопроводам через дополнительное контактное поле 59 приемного распределения КП. Ламели контактного поля 59 объединены в группы в зависимости от числа ниток трубопроводов и количества контролируемых параметров. На пункте управления используют аналогичную схему включения ламелей дополнительного контактного поля приемного шагового искателя, но при этом к трубопроводам подключают шину минус (на фиг. подключение контактного поля пункта управления не показано) . При необходимости количество конгро8лируемых параметров катодной защиты трубогфоводов может быть увеличено. Уст|хжство, кроме контроля параметров катодной зашиты трубопроводов, осуществляет телеконтроль положения секционирующих выключателей, установленных на высоковольтной линии, а также позволяет контролировать повреждения проводов высоковольтной линии. Экономическая зффективность применения данного устройства обеспечивается за счет сокращения затрат на измерения параметров катодной защиты трубопроводов. Формула изобретения Устройство для телеконтроля катодной защиты трубопроводов, содержащее на пункте управления формирователь команд, блок управления и измерительный блок, подключенные через узел присоединения к высоковольтной линии электропередачи, соединенной на контролируемом пункте через узел присоединения с дешифратором адреса и блоком управления, кажЛый контролируемый пункт содержит станцию катодной защиты, выход отрицательного потенциала которой через измерительный шунт и электрод сравнения непосредственно подключены к трубопроводу, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности катодной защиты, в пункт управления введен шаговый искатель, контактное поле которого подключено между измерительным блоком и блоком управления, в каждый контролируемый пункт введен шаговый искатель, через контактное поле которого блок управления соединен с выходом электрода сравнения и с выходами положительного и отрицательного потенциаля станции катодной защиты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 553646, кл. G 08 С 19/21, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке №2484949/18-24, кл. G 08 С 19/12, 1977.

Vu2.

л

i

,-,1

t

J n

--CH

/

D

/г

J/

I

/9

Я

if

VL

J1

tw

tw,

ifujfi

1

ОТ

ц

ФИР5